artikel

Project: Betere luchtkwaliteit tegen lagere kosten

Projecten

Een goed binnenklimaat is belangrijk. Zeker voor basisscholen. Leerlingen presteren er beter door en er is minder ziekteverzuim onder leraren en leerlingen, zo ervaart de oecumenische basisschool De Blauwe Ster in Monnickendam. Een vooruitstrevende all electric-oplossing – met een omkeerbare VRF lucht/lucht warmtepomp, twee LBK’s, CO2-opnemers en dimbare infraroodpanelen voor de verwarming – bewijst daar zijn meerwaarde.

Project: Betere luchtkwaliteit tegen lagere kosten

Tekst Martijn Louws

De Blauwe Ster is een school waar kinderen de ruimte krijgen om zich te ontwikkelen. En die ontwikkeling vindt plaats in een compleet gerenoveerd gebouw. Aan twee kanten van de school is mei vorig jaar een stuk aangebouwd, het hele gebouw is verder goed geïsoleerd en geheel van het gas af.

“De school werd altijd traditioneel verwarmd door middel van cv-ketels en radiatoren. Van ventilatie was nauwelijks sprake. Per klaslokaal was aan radiatoren zo’n 5.500 watt aan cv-capaciteit opgesteld”, vertelt Jaap Winder van Winder Techniek. Zijn ontwerp staat aan de basis van de transitie die de school heeft gemaakt op het gebied van verwarmen, koelen en ventileren.

“Het heeft best wat voeten in aarde gehad. Een voorbeeld? Nou, we kwamen er bijvoorbeeld achter dat de plafonds hier tweeëneenhalve meter hoog zijn en dat er nauwelijks ruimte tussen het plafond en het dak zat voor de luchtkanalen voor de bijna twintig ruimten. Die lopen nu voor een groot gedeelte buitenom, over het dak”, vertelt werktuigbouwkundig adviseur Winder.

Warmtepomp belangrijke schakel
Op dat dak staat ook de VRF lucht warmtepomp van Mitsubishi met een rendement van vierhonderd procent. “Je stopt er één kilowatt aan elektriciteit in en je krijgt er vier kilowatt aan warmte voor terug”, glundert Winder.

Vanzelfsprekend is dit een belangrijke schakel in de gehele installatie, stelt Winder. “Deze omkeerbare VRF warmtepomp met DX-blok staat in de uitblaaslucht van de luchtbehandelingskasten (lbk’s) en pakt de restwarmte of restkoude uit de uitblaaslucht. De ventilatie toevoerlucht naar de leslokalen en de overige ruimten wordt hiermee op een efficiënte manier na-verwarmd en in de zomer na-gekoeld. Bij min 10 graden Celsius buiten, dan blaast de installatie lucht van 23 graden Celsius in en is het 20 graden Celsius buiten, dan wordt er lucht van eveneens 20 graden Celsius het gebouw ingeblazen. En als het warmer is dan 24 graden Celsius, dan gaat de warmtepomp in de koudestand.”

De efficiency is ook gezocht in de verwarming van de leslokalen en ruimten door middel van dimbare infraroodpanelen (IFR). “In totaal zijn er 110 IFR-panelen geïnstalleerd in de plafonds. Deze IFR-panelen zijn voorzien van een comfortregeling, waardoor de leraren de mogelijkheid hebben om de temperatuur per ruimte met drie graden Celsius te verhogen of te verlagen.

“Infraroodverwarming werkt anders dan centrale verwarming met radiatoren of vloerverwarming. In plaats van lucht op te warmen, straalt infraroodverwarming de leraren en leerlingen in de ruimten direct aan. Door deze panelen te combineren met de ventilatie ontstaat een heel aangename en goed regelbare temperatuur in de leslokalen en overige ruimten in de school”, legt Winder uit.

Setpoint
Bij het starten van de ventilatie wordt het setpoint van de IFR-panelen in de ruimten verlaagd en schakelen deze automatisch uit. De ventilatie met warmtepomp neemt de verwarming dan over. Winder licht het toe: “Als de leerlingen via de entree binnenkomen, zorgt dit ervoor dat CO2 PPM oploopt en bij 500 PPM start automatisch de ventilatie-installatie. De ventilatie is voorzien van een warmtewiel, recirculatiekleppen en omkeerbare warmtepomp DX die zorgt dat de aanvoertemperatuur van de lucht weersafhankelijk wordt aangevoerd.”

Volgens Winder is het verschil met de oude situatie enorm. “Met alleen conventiewarmte via de radiatoren en nauwelijks ventilatie was de luchtkwaliteit ronduit slecht te noemen.” Bovendien kunnen bij te weinig ventilatie in klaslokalen klachten als geurhinder, oogirritatie, hoofdpijn en meer dan normale vermoeidheid voorkomen.

Winder: “CO2 veroorzaakt deze effecten overigens niet zelf: klachten ontstaan door te hoge concentraties van andere stoffen die zich ophopen of door te weinig zuurstof. Er zijn aanwijzingen dat door een slechte binnenluchtkwaliteit op scholen de leerprestaties van kinderen verminderen. Verder zijn er aanwijzingen dat bij hoge CO2-concentraties in klaslokalen de gezondheidsklachten toenemen, zo hebben ze hier ook ervaren. Nu met de nieuwe klimaatinstallatie is het ziekteverzuim onder leraren en leerlingen veel lager.”

Aanvoerlucht
Dat het huidige binnenklimaat is geoptimaliseerd is ook te danken aan de twee luchtbehandelingskasten met beide een CO2-regeling, een verse lucht hoeveelheidsregeling en een recirculatie regeling.

“Ieder lokaal heeft 615 kub aanvoerlucht nodig. Deze lucht wordt via geluidsarme roosters (minder dan 35 dB(A) decibel, red.) de lokalen en overige ruimten ingeblazen. In beide centraal geplaatste lbk’s, die zorgen voor de aanvoer- en afvoerlucht van alle lokalen en ruimten, is een CO2-regeling geplaatst. Als er minder dan ongeveer 500 PPM CO2 in de retourlucht wordt gemeten, wordt er geen verse koude buitenlucht (in de winter) of te warme buitenlucht (in de zomer) aangevoerd. Als het CO2-aandeel boven de 550 PPM komt, dan gaat de buitenluchtklep voor een bepaalde deel open en de recirculatieklep voor een bepaald deel dicht”, aldus Winder.

Hij vertelt dat de precieze afstelling tijd heeft gekost. “Dat is een kwestie van monitoren en fine tunen. Bij een oplopend CO2-aandeel in de lucht, draaien de toe- en afvoerventilatoren op hogere toeren.”

Die ventilatoren zorgen overigens ook voor de gewenste druk in het luchtkanaal. “De druk wordt geregeld op een instelbare stooklijn op basis van CO2-waarden in het retourkanaal. Bij laag CO2-gehalte in de retourlucht, bijvoorbeeld wanneer de school tijdens vakanties is gesloten en leerlingen en leraren afwezig zijn, wordt er minder buitenlucht toegelaten. Hierdoor wordt veel energie bespaard”, zegt Winder.

De vierkante IFR-panelen in het plafond zorgen, in combinatie met ventilatie , voor een goed regelbare temperatuur.

Begrenzing
In de zomer en winter verschillen de instellingen. Zo is er een maximale begrenzing bij het koelen in de zomer. “Bij een koelvraag wordt het toerental van de ventilator bijgesteld. Zo kan bij een buitentemperatuur van 23 graden Celsius bijvoorbeeld meer koele lucht met een lagere relatieve luchtvochtigheid de lokalen in worden gebracht.”

Winder legt het verder uit: “Door de druk over het relatief kleine verwarm- en koelblok eenmalig af te stellen zal de buitenunit niet op hoge of lage druk uitvallen. En omdat het blok, waar ongeveer een derde van de totale lucht door gaat, zeer sterk kan worden afgekoeld, haalt deze alle vocht uit een derde van de lucht. Het resultaat? In de zomer is de luchtvochtigheid in de leslokalen en overige ruimten ideaal. Dit werkt comfort verhogend, de lichamen van de leerlingen en het onderwijzend personeel kunnen de warmte hierdoor makkelijker kwijt.”

Het koelen en ontvochtigen in de zomer is volgens Winder hierdoor een prettige bijkomstigheid. “En het klimaatsysteem kan dit doordat de VRF warmtepomp kan worden omgekeerd en zo dankzij het DX-blok veel vocht uit de toevoerlucht kan halen.”

Lagere investering
Behalve dat de installatie de luchtkwaliteit optimaliseert in de school, bespaart het de school ook kosten. “De gebruikskosten laag, dankzij de all-electric-oplossing. De verwarming wordt immers verzorgd door infrarood panelen, die dimbaar zijn uitgevoerd en standaard bij warmtevraag starten op een vermogen van dertig procent. Immers, onder de dertig procent vermogen is de stralingswarmte niet voelbaar voor de mens en de wandthermostaat. Dat percentage loopt natuurlijk (vergelijkbaar met een cv, red.) op wanneer er meer warmte via de wandthermostaat per ruimte wordt gevraagd. Groot voordeel, en duurzaam tegelijk, verder is dat de stroom voor de installatie zelf wordt opgewekt met 150 stuks 275 Wp UV-zonnepanelen. Zo grijpt alles ineen: men realiseert ten opzichte van de oude situatie een betere luchtkwaliteit tegen ook nog eens lagere investering en exploitatiekosten.”

Reageer op dit artikel